义和三年（公元433年）四月，临终的北凉国君沮渠蒙逊对三儿子沮渠牧犍说：“我已答应把你妹妹兴平公主送到北魏后宫，北魏已经来人迎娶；我即将告别人间，不能为你妹妹送行了。你为我办理完丧事之后，抓紧时间把她送给拓跋焘。”沮渠牧犍轻轻地点了点头。第二天一早，蒙逊死去，沮渠牧犍继承帝位。料理完父亲的丧事之后，牧犍不顾兴平公主还在悲痛之中，让她抓紧时间梳妆打扮，尽快嫁给北魏。拓拔焘挺赏脸，把兴平公主封为右昭仪，并派李顺到北凉把牧犍册封为河西王。
沮渠牧犍本人酷爱学习，对有学问的人非常尊重。继承帝位以后，他把西北的文化名人阚驷逊、张湛、索敞、阴兴、宋钦、赵柔、程骏、程弘等人请到国都，或把他们提拔到显要位置，或让他们主持太学，传授学问，或让他们辅导太子学习。
北凉由于地处丝绸之路通道，具有重要的地理位置，所以很受北魏的重视，沮渠牧犍本人也颇受拓跋焘的青睐。永和五年（公元437年），拓跋焘把妹妹武威公主嫁给沮渠牧犍，牧犍受宠若惊，忙派丞相宋繇到平城（今山西大同），给北魏送去500匹马、500斤黄金表示谢意，并请示拓跋焘应该如何称呼武威公主，经过北魏大臣的反复讨论，一致认为沮渠牧犍的母亲可以称河西国太后，武威公主在北凉可称王后，在平城则仍称公主。
作为一个国君，最讨厌受别人摆布。沮渠牧犍表面上对北魏很谦恭，内心里却在打自己的小算盘：北魏强大，南朝刘宋也不弱，脚踏两只船总比受北魏一家操纵要好得多。于是他派人出使建康（今南京），与刘宋建立外交关系。牧犍把河西的一些书籍送给刘宋，也从刘宋那里得到了几十种书籍。沮渠牧犍还在柔然和西域的一些部落中败坏北魏的名声，挑拨这些国家与北魏的关系。牧犍对他们说：“北魏已经衰落不堪，现在天下惟我独强，以后再有北魏使者到了你们国家，不用理会他们。”西域的一些国家不明真相，信以为真，开始与北魏貌合神离。
沮渠牧犍虽与武威公主结婚，但对武威公主毫无感情，却与嫂子李氏勾搭成奸。李氏怕被武威公主发现，便伙同牧犍的姐姐给武威公主的饭中下了毒药。拓跋焘听说武威公主被毒，派人火速给她送去解毒药，把她从死神那里救了回来。拓跋焘了解到李氏是个祸害，强令牧犍把李氏送到平城。牧犍与李氏如胶似漆，怎么也舍不得，便把李氏送到酒泉居住。拓跋焘忍无可忍，罗列了沮渠牧犍的12条罪状，出兵讨伐北凉。永和七年（公元439年）八月，拓跋焘到达姑臧，在城外喝令牧犍投降。牧犍已向柔然求救，估计援兵会很快到来，根本不理会拓跋焘。但是，沮渠牧犍的侄子沮渠周却认清了形势，出城向北魏投降，姑臧旋即被攻克，沮渠牧犍只好率领五千人屈膝投降。
沮渠牧犍被押送到平城后，实际上成了一个囚徒，但因他是拓跋焘的妹夫，自然受到优待。这样，牧犍在平城过了八年平稳生活。太平真君八年（公元477年），突然飞来横祸，有人告发牧犍与北凉的遗臣遗民勾勾搭搭，拓跋焘立即派崔浩到牧犍家中宣布诏令，将牧犍赐死。牧犍听完诏令，紧握武威公主的双手，相对无言，过了许久，扭头走进另一间房子自杀。死后谥号“哀王”。